土壤生物,尤其土壤微生物,能够通过植物-土壤反馈作用调控植物种群增长和群落构建,在外来植物入侵过程中发挥重要作用。土壤微生物群落受到生物(如植物)和非生物(如土壤理化性状)环境的调控。然而,植食性昆虫取食如何调控土壤微生物群落及其对植物入侵的反馈作用、土壤微生物群落如何影响入侵植物扩散等目前尚鲜有报道。本论文整合土壤-反馈实验和微生物组学分析,比较了昆虫取食对入侵植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)和本土植物莲子草(Alternanthera sessilis)根际微生物组及其对植物反馈作用的影响;探讨了入侵和本土植物根际真菌群落对植物扩散的调控,获得如下发现:(1)未被昆虫取食入侵和本土植物驯化的土壤中真菌和细菌群落存在显著差异。主要表现在:虽然大多数真菌或细菌OTUs在两种植物驯化的土壤中均有发生,但是少量OTUs仅在一种植物驯化的土壤中被检测到,如致病真菌Dactylaria,Exserohilum,Protomyces,Cylindrocarpon和致病细菌Ralstonia仅在入侵植物驯化过的土壤中被检测到;共有的真菌OTUs中,一些致病真菌如Mycocentrospora,Phoma,Cochliobolus,Leptosphaeria和丛枝菌根真菌Entrophospora在入侵植物驯化的土壤中发生量较大。(2)食叶昆虫取食显著提高了植物驯化土壤中共生真菌丰富度和多样性(香农多样性指数),改变了植物驯化土壤中致病真菌和细菌群落结构。如昆虫取食改变了一些真菌或细菌OTUs的发生量,且因植物或昆虫物种改变而变化。总体上,昆虫取食提高了 33个两物种共有属真菌OUT的发生量,降低了 34个共有属真菌OUT 的发生量;一些致病真菌,如 Phaeobotryosphaeria,Cephalosporium,Devriesia,Monochaetia仅在被取食植物根际土壤中发现;昆虫取食提高了 51个属细菌OUT的发生量,降低了 59个属细菌OUT的发生量。(3)入侵植物根际土壤生物对后期植物生长的负反馈作用显著强于本土植物根际土壤,且供试本土植物受到的土壤负反馈作用显著高于供试入侵植物;土壤生物提高了食叶昆虫存活率,但仅提高了取食本土植物叶片莲草直胸跳甲幼虫适合度;土壤生物对植物的反馈作用与土壤真菌多样性呈正相关关系,而昆虫取食对植物真菌多样性无显著影响,因此对植物-土壤反馈作用无显著影响。此外,结果发现植物物种、食叶昆虫及其交互作用对土壤总碳、总氮的含量无显著影响。(4)伴随土壤采集点纬度升高,喜旱莲子草和莲子草根际土壤真菌群落和土壤反馈作用均发生显著变化。土壤中担子菌门相对丰度随着纬度的升高而降低,壶菌门的相对丰度随着纬度的升高而增加。土壤反馈实验中发现:较北方植物种群,南方植物种群受到较强的土壤负反馈作用;土壤负反馈作用沿纬度升高而逐渐减弱;担子菌门相对丰度与植物-土壤反馈呈现负相关关系。以上结果表明,入侵植物喜旱莲子草根际土壤能够非对称抑制本土植物莲子草生长、提高取食莲子草食叶昆虫幼虫存活率和生长速率,因此可能直接或间接促进喜旱莲子草入侵;昆虫取食能够显著改变植物根际致病真菌和细菌群落结构,但对土壤反馈作用无显著影响;植物根际土壤真菌群落结构随纬度升高而变化,且其对植物的负反馈作用随纬度升高而降低,可能利于入侵植物向高纬度地区扩散。